焦 鵬, 郭建華, 張向濤, 劉辰生, 郭祥偉, 王璽凱

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410083; 2.有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中南大學(xué)),湖南長(zhǎng)沙 410083; 3.中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司,廣東深圳 518054)

陸豐地區(qū)古近系恩平組沉積演化特征及沉積模式

焦 鵬1,2, 郭建華1,2, 張向濤3, 劉辰生1,2, 郭祥偉1,2, 王璽凱1,2

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410083; 2.有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中南大學(xué)),湖南長(zhǎng)沙 410083; 3.中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司,廣東深圳 518054)

在巖心觀(guān)察的基礎(chǔ)上,結(jié)合地震、鉆井、測(cè)井、薄片等資料,對(duì)珠江口盆地陸豐地區(qū)古近系恩平組沉積特征進(jìn)行研究,并結(jié)合構(gòu)造背景、古地貌建立其沉積相模式。研究表明:陸豐地區(qū)恩平組裂陷Ⅱ幕發(fā)育4個(gè)三級(jí)層序,主要發(fā)育3類(lèi)沉積相,即扇三角洲、辮狀河三角洲和湖泊;恩平組沉積早期,研究區(qū)發(fā)育的3個(gè)洼陷互不連通,洼陷陡坡帶發(fā)育扇三角洲,緩坡帶發(fā)育辮狀河三角洲。沉積中期,洼陷主控?cái)嗔鸦顒?dòng)強(qiáng)度由南向北增強(qiáng),沉降中心和沉積中心逐漸向北遷移,洼陷相互連通,主物源區(qū)經(jīng)歷了由盆內(nèi)基底凸起和東沙隆起向北部隆起帶的轉(zhuǎn)換,以發(fā)育大范圍展布辮狀河三角洲、濱淺湖灘壩為特色。沉積晚期,主控?cái)嗔鸦顒?dòng)減弱,湖盆淤淺萎縮,四周辮狀河三角洲進(jìn)積,發(fā)育薄煤層;主控?cái)嗔鸦顒?dòng)為沉積物提供可容空間,控制洼陷幾何形態(tài),一級(jí)斷層轉(zhuǎn)換帶控制主物源方向,二級(jí)斷層轉(zhuǎn)換帶分割主物源通道,影響沉積砂體再分配,沉積體系發(fā)育與砂體分布則與古地貌密切相關(guān);濱淺湖灘壩是研究區(qū)最有利的儲(chǔ)集相帶,其次是扇三角洲前緣水下辮狀河道及河口砂壩,最末為辮狀河三角洲前緣水下分流河道及河口砂壩。

斷陷湖盆; 沉積相; 沉積模式; 恩平組; 陸豐地區(qū); 珠江口盆地

隨著珠江口盆地油氣勘探工作的推進(jìn)和技術(shù)手段不斷更新,一方面勘探區(qū)域逐漸由盆地中西部向東北部擴(kuò)展,另一方面勘探層位由新近系向古近系延伸,在上述勘探思路指導(dǎo)下,陸豐凹陷恩平組成功發(fā)現(xiàn)并評(píng)價(jià)了多套油層,勘探效果明顯[1]。在層序地層格架下分析盆地的沉積演化一直是沉積學(xué)研究的熱點(diǎn),許多學(xué)者對(duì)珠江口盆地珠一坳陷古近系沉積層序進(jìn)行過(guò)相應(yīng)研究,但研究范圍主要集中于研究區(qū)周緣的凹陷[2-6],在等時(shí)地層格架下系統(tǒng)研究陸豐地區(qū)恩平組的沉積時(shí)空配置演化關(guān)系,對(duì)研究區(qū)油氣勘探部署具有十分重要的指導(dǎo)意義。筆者根據(jù)陸豐地區(qū)測(cè)錄井、2D及3D地震、巖心等資料,建立起研究區(qū)內(nèi)恩平組典型沉積相的井-震-心識(shí)別標(biāo)志,深入研究恩平組各三級(jí)層序內(nèi)部的沉積體系特征,通過(guò)分析恩平組沉積相平面展布和時(shí)空演化規(guī)律,建立其沉積模式,并預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)集相帶。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于珠一坳陷東部,走向與坳陷相同,均為NE向,西北與北部隆起帶相鄰,東南為東沙隆起;西部通過(guò)惠陸低凸起與惠州凹陷相接,東部與海豐凸起和東沙隆起相接(圖1)。在早期NNE向控洼斷裂和晚期NNW向改造斷裂的共同控制下,呈現(xiàn)出隆凹相間的構(gòu)造格局,凹陷主體可劃分為惠州11斷裂構(gòu)造帶、惠州05斷裂構(gòu)造帶等11個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(圖1)。

陸豐凹陷是在中生代褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的陸緣斷陷—坳陷型凹陷,經(jīng)歷了晚白堊世—早漸新世裂陷、晚漸新世—早中新世的裂后坳陷及中中新世晚期至今的塊斷活動(dòng)3個(gè)演化階段[2]。古近紀(jì)陸豐凹陷共經(jīng)歷了2次斷陷,第1次為早始新世文昌組沉積期,第2次為晚始新世恩平組沉積期[3-5]。鉆測(cè)井和地震剖面資料揭示恩平組具有北斷南超,由洼陷向古隆起地層厚度逐漸減薄的特征(圖2)。恩平組為一套含煤層系,主體為湖泊沼澤沉積,在盆地邊界部位底部沉積大套灰色砂巖,間夾泥巖,向上泥巖夾層增多,頂部發(fā)育數(shù)套薄煤層,自下而上正旋回特征明顯。

2 層序劃分及沉積可容空間充填

選取研究區(qū)層位發(fā)育相對(duì)齊全且特征明顯的鉆井,在單井層序地層劃分的基礎(chǔ)上進(jìn)行連井層序地層分析,通過(guò)10余口重點(diǎn)井合成記錄建立起井-震界面對(duì)應(yīng)關(guān)系,選取骨干地震剖面進(jìn)行層序地層解釋,最終建立起研究區(qū)井震統(tǒng)一的層序地層格架。恩平組可劃分為1個(gè)構(gòu)造層序,4個(gè)三級(jí)層序:自下而上分別命名為ESQ7、ESQ8、ESQ9和ESQ10(圖2、3)。

ESQ7沉積期(初始斷陷期),在早期張裂斷陷的基礎(chǔ)上形成多個(gè)長(zhǎng)軸方向?yàn)镹EE—EW向的小洼陷,分布范圍局限,橫向厚度變化大。地震剖面上表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、中連續(xù)、中低頻亞平行席狀反射和前積反射,L7-4井揭示的巖性以砂泥巖為主,反映扇三角洲(辮狀河三角洲)或湖沼相沉積。

ESQ8—ESQ9沉積期(斷陷發(fā)育期),斷陷發(fā)育期又可細(xì)分為快速斷陷期(ESQ8)和強(qiáng)烈斷陷期(ESQ9)?？焖贁嘞萜?ESQ8)邊界斷裂持續(xù)活動(dòng),張裂斷陷進(jìn)一步擴(kuò)展,彼此獨(dú)立的半地塹再一次相互溝通,形成統(tǒng)一的沉積體。地震剖面上以中—強(qiáng)振幅、中—高連續(xù)性、中頻亞平行、蠕蟲(chóng)狀反射和前積反射為特征,L7-4和L14-2井鉆遇該層序巖性反映辮狀河三角洲-湖泊沉積,其中L7-4井ESQ8層序發(fā)育完整,L14-2井則缺失低位體系域。強(qiáng)烈斷陷期(ESQ9)湖盆持續(xù)穩(wěn)定沉降,湖域面積擴(kuò)大,水體相對(duì)較深,物源主要來(lái)自北部和東南的隆起,層序內(nèi)部地震反射的振幅、頻率橫向變化較大,在陡坡帶表現(xiàn)為中弱振幅、差連續(xù)、楔狀前積反射,反映扇三角洲沉積;緩坡帶多表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅、中低頻、連續(xù)性中等,反映辮狀河三角洲沉積;在洼陷區(qū)多表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、中低頻、連續(xù)性好,反映湖泊沉積。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Tectonic location of study area

圖2 陸豐凹陷恩平組層序地層格架與沉積充填剖面Fig.2 Section showing sequence stratigraphic and strata filling of Enping Formation in Lufeng Depression

ESQ10沉積期(斷陷萎縮期),在前期填平補(bǔ)齊作用以及盆地整體熱沉降作用的綜合影響下,張裂斷陷收縮,整體抬升,半地塹基本保持連通的格局,湖盆沉積范圍快速萎縮,沉積除局部區(qū)域外仍成統(tǒng)一的體系,北東和西南向辮狀河三角洲發(fā)育。多數(shù)鉆井揭示的低位體系域?yàn)橐惶缀駥由暗[巖,湖侵體系域?yàn)樯澳鄮r互層,高位體系域中薄的含煤層系廣泛發(fā)育。層序內(nèi)部表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、中—弱連續(xù)、中—低頻亞平行反射、前積反射。

圖3 陸豐凹陷恩平組層序劃分、構(gòu)造沉積演化綜合柱狀圖Fig.3 Histogram of stratigraphy division, tectonic and sedimentary evolution of Enping Formation in Lufeng Depression

3 沉積相類(lèi)型及其特征

根據(jù)巖心、測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)、錄井巖性、地震反射、巖石組合及沉積構(gòu)造等相標(biāo)志的綜合分析,恩平組可識(shí)別出扇三角洲、辮狀河三角洲及湖泊3類(lèi)沉積相。

3.1 扇三角洲

扇三角洲巖性主要為砂礫巖、含礫砂巖、中粗砂巖,顆粒呈次棱角—次圓狀,分選較差。地震剖面上表現(xiàn)為楔狀、帚狀外形,內(nèi)部反射雜亂,端部見(jiàn)不明顯前積或低角度前積。自然伽馬曲線(xiàn)表現(xiàn)為高幅高頻齒化箱形(圖4(a))。研究區(qū)的扇三角洲主要發(fā)育恩平組早期層序。

(1)扇三角洲平原。研究區(qū)扇三角洲平原可細(xì)分為辮狀河道和河道間。L16-4井(井壁取心)上辮狀河道巖性為淺褐色、雜色含礫中—粗砂巖,顆粒為次棱角—次圓狀(圖5(b)、(c)),自然伽馬和電阻率曲線(xiàn)為鋸齒狀中高幅箱形。河道間是洪水期水道漫溢或決口形成的沉積,位于辮狀分流河道間或單個(gè)扇體相對(duì)低洼的地區(qū),一般為綠色粉砂、黏土及細(xì)砂薄互層,自然伽馬曲線(xiàn)表現(xiàn)為低頻高值。

(2)扇三角洲前緣。區(qū)內(nèi)扇三角洲前緣主體為水下分流河道為特征;其巖性變化較大,L16-4井鉆遇的水下分流河道巖性為灰綠色塊狀泥質(zhì)細(xì)砂巖(圖5(a)),自然伽馬曲線(xiàn)中幅齒化箱形;河口砂壩自然伽馬曲線(xiàn)表現(xiàn)為漏斗形-箱形,齒化特征明顯。

圖4 陸豐凹陷恩平組典型沉積相識(shí)別標(biāo)志Fig.4 Identification mark of typical sedimentary facies of Enping Formation in Lufeng Depression

3.2 辮狀河三角洲

研究區(qū)辮狀河三角洲巖性主要由灰白色、淺灰色砂巖、粉砂巖、粉沙質(zhì)泥巖和深灰色、淺灰色、綠灰色及紫紅色泥巖組成,砂巖顆粒磨圓度為次圓—次棱角,分選差—中等(圖5(d)～(i))。在地震上一般具有較明顯的斷續(xù)強(qiáng)振幅反射特征,表現(xiàn)為多個(gè)強(qiáng)振幅同向軸的疊瓦狀疊置(圖4(b)),多個(gè)斷續(xù)強(qiáng)振幅反射復(fù)合體對(duì)應(yīng)多期辮狀河三角洲的疊加,平面分布面積大,物源供給穩(wěn)定,多位于構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶物源供給方向上。

圖5 陸豐凹陷恩平組沉積體系巖石學(xué)特征Fig.5 Depositional systems petrologic characteristics of Enping Formation in Lufeng Depression

(1)辮狀河三角洲平原。辮狀河三角洲平原巖性較復(fù)雜,以灰色砂質(zhì)礫巖、礫質(zhì)砂巖、粗砂巖、炭質(zhì)泥巖為主,夾煤層、煤線(xiàn)。L13-1c井恩平組巖心中發(fā)育大型平行層理、交錯(cuò)層理和槽狀交錯(cuò)層理(圖5(d)、(e)、(i)),與下伏泥巖沖刷接觸,沖刷面之上砂礫巖呈正韻律充填(圖5(f)),與上覆灰綠色、紫紅色泥巖突變接觸?？v向上,辮狀河道底部與泥巖為突變接觸關(guān)系,表明河道砂巖對(duì)下伏地層的侵蝕作用強(qiáng)烈,且沉積速度快,水動(dòng)力條件強(qiáng)且穩(wěn)定。砂巖中泥礫呈長(zhǎng)條形,無(wú)規(guī)律分布,說(shuō)明砂巖搬運(yùn)距離較短(圖5(g))。電測(cè)曲線(xiàn)表現(xiàn)為低伽馬齒化鐘形或齒化箱形(圖4(b))。

(2)辮狀河三角洲前緣。巖性以含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、粉砂巖和泥巖為特征。砂巖顆粒分選較差,磨圓度以次棱角狀和次圓狀為主(圖4(a))。近源部位以發(fā)育辮狀分流河道為主,巖性以含礫粗砂巖、中、細(xì)砂巖為主,單個(gè)河道為粗砂巖—粉細(xì)砂巖的正韻律,發(fā)育有交錯(cuò)層理、塊狀層理及粗細(xì)韻律層理;遠(yuǎn)源部位以發(fā)育河口壩、小型的分流河道或遠(yuǎn)砂壩為特征,巖性以中、細(xì)砂巖為主。分流河道以典型的正韻律為主,河口壩為不明顯的反韻律特征。辮狀河三角洲前緣亞相的電測(cè)曲線(xiàn)呈齒化漏斗狀、齒化鐘形以及不對(duì)稱(chēng)齒形和指形(圖4(a)),對(duì)應(yīng)水下分流河道砂巖與湖相泥巖互層的沉積組合。

3.3 湖 泊

湖泊相沉積是恩平組各層序主要的沉積相類(lèi)型,在區(qū)內(nèi)分布廣泛,主要是濱淺湖亞相沉積。

3.3.1 濱淺湖

濱淺湖亞相巖性以灰色、淺灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主, L13-1c井恩平組巖心中發(fā)育砂紋層理、波狀層理、生物鉆孔以及生物擾動(dòng)構(gòu)造(圖5(m)～(o))。在電測(cè)曲線(xiàn)上表現(xiàn)為低幅指狀或齒狀。在地震上表現(xiàn)為中弱振幅、中低連續(xù)亞平行—亂崗狀反射(圖4(b))。

3.3.2 砂質(zhì)灘壩

恩平組沉積中后期,湖底地形漸趨平緩,沉積物供給充足,屬過(guò)補(bǔ)償沉積,為灘壩的形成提供了很好的條件,常見(jiàn)于水下古隆起處和三角洲側(cè)緣。L13-1a井鉆遇水下古隆起處灘壩在地震上多表現(xiàn)為中弱振幅、中低連續(xù)亞平行或楔形發(fā)散反射。三角洲側(cè)緣的灘壩地震上多為典型的丘狀反射(圖4(c))。依據(jù)巖心、測(cè)錄井資料分析,可將砂質(zhì)灘壩劃分為灘砂和壩砂[7-11]。

(1)灘砂。灘砂可細(xì)分為灘脊和灘脊間[9-10],其巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主,發(fā)育浪成砂紋層理和沖洗層理等(圖5(j)～(l)),自然伽馬曲線(xiàn)為中低幅指狀、漏斗形組合(圖4(c))。

(2)壩砂。壩砂由壩主體和壩側(cè)緣組成[8-9],其巖性主要為粉砂巖和細(xì)砂巖,常見(jiàn)平行層理和浪成交錯(cuò)層理等。壩主體自然伽馬曲線(xiàn)為中高幅較薄指形、微齒化似箱形或低幅漏斗形,壩側(cè)緣自然伽馬曲線(xiàn)為高值,聲波時(shí)差曲線(xiàn)為低值(圖4(c))。

4 沉積體系分布特征及其主控因素

通過(guò)井-震-心資料的相互標(biāo)定,確定三者間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,以恩平組各三級(jí)層序(體系域)為單位進(jìn)行地震相解釋,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景,完成地震相向沉積相的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而確定恩平組不同時(shí)期的沉積相展布特征。

4.1 沉積相平面分布與演化規(guī)律

4.1.1 ESQ7層序沉積期

研究區(qū)鉆遇ESQ7層序井較少,測(cè)井資料揭示巖性主要為砂泥巖互層(圖3)。恩平組沉積之初,洼陷范圍局限,穩(wěn)定的物源體系還沒(méi)有形成,東沙隆起和盆內(nèi)低凸起都可以為研究區(qū)提供物源,同時(shí),后者還對(duì)早期洼陷格局起著隔擋作用,南北邊界斷裂保持活動(dòng),發(fā)育小規(guī)模扇三角洲,辮狀河三角洲沿洼陷周緣向中心推進(jìn),由于洼陷可容納空間增長(zhǎng)速率小于沉積物供給速率,沉積物反映過(guò)補(bǔ)償沉積特征(圖7(a))。

4.1.2 ESQ8層序沉積期

該時(shí)期邊界斷裂持續(xù)活動(dòng),但南北兩側(cè)斷裂活動(dòng)性存在差異,北強(qiáng)南弱,沉積范圍顯著擴(kuò)大,洼間低凸起淹沒(méi)成為水下隆起,與大型凸起共同控制盆地格局,從近東西向沉積相連井剖面可以發(fā)現(xiàn),此時(shí)隆凹相間格局沒(méi)有改變,存在H33-3井區(qū)和L7-2a井區(qū)兩個(gè)沉積中心(圖6)。以東部凸起為物源的辮狀河三角洲沿盆緣發(fā)育,其前緣部分發(fā)育范圍廣,延伸距離遠(yuǎn);東沙隆起物源較ESQ7期增強(qiáng),形成的辮狀河三角洲規(guī)模更大,末端最遠(yuǎn)延伸至L13-3井區(qū)附近;北部隆起物源供給的辮狀河三角洲初具雛形,前緣端向南推進(jìn),延伸至惠陸低凸北緣;除部分出露水面以外,惠陸低凸起逐漸淹沒(méi)成為水下隆起,辮狀河三角洲前緣砂體經(jīng)過(guò)改造形成灘壩砂體,以惠陸低凸起為中心呈環(huán)帶狀展布(圖7(b))。

圖6 陸豐凹陷恩平組層序沉積相連井剖面Fig.6 Well correlation profile of sequence and sedimentary facies of Enping Formation in Lufeng Depression

4.1.3 ESQ9層序沉積期

在ESQ8層序沉積基礎(chǔ)上,湖盆快速擴(kuò)張,發(fā)育ESQ9層序,受湖平面上升影響,惠陸低凸起完全淹沒(méi),東部凸起范圍縮小,湖域范圍擴(kuò)大,早期部分凹中隆起部位開(kāi)始接受沉積,H18-1井區(qū)和L7-6井區(qū)ESQ9層序直接上覆于盆地基底之上(圖6)。北部隆起物源所供給的辮狀河三角洲規(guī)模顯著增大,此時(shí),盆地地形趨于平緩,湖水覆蓋了研究區(qū)西部,扇體向西南推進(jìn)又發(fā)育出數(shù)個(gè)分支朵體;東部凸起和東沙隆起物源供給的辮狀河三角洲扇體因湖域范圍擴(kuò)張而萎縮。LF13S復(fù)合型潛山部位形成了以L(fǎng)13-1井區(qū)為代表的灘壩砂沉積(圖7(c))。

圖7 陸豐凹陷恩平組沉積相平面展布Fig.7 Horizontal distribution of Enping Formation sedimentary facies in Lufeng Depression

4.1.4 ESQ10層序沉積期

ESQ10層序沉積期斷陷作用基本消失,湖平面下降,湖盆逐漸淤淺,該時(shí)期沉積范圍相對(duì)ESQ9層序明顯縮小,盆地物源條件與ESQ9沉積期基本一致,區(qū)別在于辮狀河三角洲發(fā)育規(guī)模的變化,井上普遍發(fā)育薄煤層和碳質(zhì)泥巖,如H18-1井區(qū)(圖6),揭示湖盆逐步湖沼化(圖7(d))。

綜上所述,陸豐地區(qū)古近系恩平組主要發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲及湖泊3類(lèi)沉積體系,物源主要來(lái)自北部隆起帶、南部東沙隆起和盆地東部海豐凸起。依據(jù)前述研究建立陸豐地區(qū)恩平組沉積充填模式(圖8):恩平組沉積于淺水環(huán)境,南北兩側(cè)同沉積斷裂的活動(dòng)控制了盆地的沉積邊界,平面上,邊界斷裂活動(dòng)的差異性導(dǎo)致主物源體系的轉(zhuǎn)換,活動(dòng)強(qiáng)度影響沉積體系類(lèi)型和規(guī)模,從而使得恩平組沉積期盆地充填整體北厚南薄;垂向上,盆地沉降速率逐漸減弱,盡管湖水范圍逐漸擴(kuò)大,但可容空間的增長(zhǎng)速率與沉積速率相差不大,導(dǎo)致盆地持續(xù)緩慢沉積濱淺湖相雜色泥巖,在湖盆淤淺干涸的同時(shí),多向供源的辮狀河三角洲進(jìn)積,攜帶砂體向湖盆中央延伸。剖面上,自北部隆起邊界斷裂向盆地方向,具有扇三角洲前緣—辮狀河三角洲平原—辮狀河三角洲前緣—灘壩體系的演變模式。

圖8 陸豐凹陷恩平組沉積充填模式Fig.8 Sedimentary filling model of Enping Formation in Lufeng Depression

4.2 沉積時(shí)空演化的主控因素

4.2.1 主控?cái)嗔芽匦?/p>

作為區(qū)域性構(gòu)造活動(dòng)的主要形式之一,主控?cái)嗔训幕顒?dòng)產(chǎn)生可容空間,為沉積物提供沉積場(chǎng)所,決定洼陷的形態(tài)特征和物源的供給,影響盆地內(nèi)部地層充填樣式[12-13]。陸豐地區(qū)20余條主控邊界斷裂組成NE向的陸豐北、陸豐中和陸豐南3個(gè)主斷裂帶。恩平組沉積之初斷陷作用相對(duì)較強(qiáng),盆緣控洼斷裂的活動(dòng)為ESQ7層序內(nèi)部沉積物的充填提供了沉積場(chǎng)所,直接影響沉積物的形成與發(fā)育,由于整體大的洼陷沒(méi)有形成,東沙隆起和盆內(nèi)低凸起仍是各洼陷的主要物源供給區(qū),洼陷陡坡帶一側(cè)發(fā)育扇三角洲,緩坡帶一側(cè)則形成辮狀河三角洲。之后,斷陷作用逐漸減弱,南北緣控凹斷裂仍保持活動(dòng),但生長(zhǎng)指數(shù)降低,可容納空間增速放緩,而碎屑物質(zhì)供給充足,形成典型的向上變淺的沉積序列。由于凹陷北部斷裂活動(dòng)速率大于凹陷南部,盆地的沉降中心和沉積中心逐漸向北遷移,剖面上地層厚度有由南向北增厚趨勢(shì)(圖2)。同時(shí),東沙隆起南緣邊界斷裂活動(dòng)減弱,ESQ8層序沉積時(shí)東沙隆起上開(kāi)始發(fā)育小型斷陷,到了ESQ9層序沉積時(shí),個(gè)別小型斷陷已經(jīng)和陸豐凹陷連為一體(圖7(b)、(c))。

4.2.2 斷層轉(zhuǎn)換帶控源

斷層轉(zhuǎn)換帶是斷層活動(dòng)形成的,常發(fā)育于相鄰或分段活動(dòng)的斷層間的一種調(diào)節(jié)構(gòu)造,既是區(qū)內(nèi)各次洼的分界,又是水系和沉積物進(jìn)入湖盆的主要通道[14-16]。本次研究將凹陷南北緣轉(zhuǎn)換帶定義為一級(jí)轉(zhuǎn)換帶,凹陷內(nèi)部轉(zhuǎn)換帶定義為二級(jí)轉(zhuǎn)換帶。一級(jí)轉(zhuǎn)換帶控制盆地主物源方向,例如位于HZ08斷裂與HZ05斷裂之間HZ08-HZ05轉(zhuǎn)換帶,恩平期以低角度緩坡形態(tài)與HZ05洼陷相連接,其為ESQ8和ESQ9時(shí)期北部隆起帶的大型辮狀河三角洲體系進(jìn)入陸豐北部的主要通道。二級(jí)轉(zhuǎn)換帶對(duì)主物源通道起分散作用,造成洼陷內(nèi)部充填的差異,二級(jí)轉(zhuǎn)換帶主要發(fā)育于恩平組早期,HZ05-LF7E轉(zhuǎn)換帶和LF7-LF7S轉(zhuǎn)換帶調(diào)整分散了北緣沉積物流,使得鄰近的HZ05洼和LF7洼恩平早期沉積體系差異較大,隨著洼陷結(jié)構(gòu)向單一化方向演化,二級(jí)轉(zhuǎn)換帶的分散物源作用逐漸消失,洼陷的物源供給逐漸統(tǒng)一,內(nèi)部的充填也趨于統(tǒng)一和具規(guī)律性。

4.2.3 古地貌控砂

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造就了古構(gòu)造和古地貌,對(duì)盆地層序的形成和儲(chǔ)層的分布起著重要的控制作用[17],區(qū)內(nèi)存在兩種類(lèi)型的古構(gòu)造,一種是洼陷之間的凸起和低凸起。ESQ9層序沉積之前,惠陸低凸起就是一個(gè)高地,是局部的物源,分割古水流流向、對(duì)湖盆范圍起遮擋作用,控制沉積體系在區(qū)內(nèi)的展布。另一種是凹陷內(nèi)的古潛山,區(qū)內(nèi)潛山構(gòu)造主要包括LF13、 HZ05單斷潛山、惠陸、LF13S復(fù)合型潛山及HZ08撓曲型潛山,這類(lèi)潛山構(gòu)造早期出露水面,對(duì)凹陷起分隔作用,中后期成為水下隆起,為灘壩砂體的發(fā)育提供場(chǎng)所。

5 沉積體系與油氣聚集的關(guān)系

陸豐地區(qū)恩平組富砂沉積體系可以為油氣聚集提供儲(chǔ)集空間,其中最為發(fā)育的是辮狀河三角洲、扇三角洲及濱淺湖灘壩。

辮狀河三角洲沉積體系前緣水下分流河道和河口砂壩是恩平組沉積期湖盆中廣泛發(fā)育的儲(chǔ)集砂體類(lèi)型,前者主要為含礫砂巖,后者以中、細(xì)砂巖為主。L7-1井和L9-2井都揭示有此兩類(lèi)砂體,這些砂體分選較好,單層有效砂巖厚度6～23.5 m,孔隙度為11.07%～14.11%,平均為12.19%,滲透率為(0.21～15.36)×10-3μm2,平均為6.55×10-3μm2,屬低孔、中低滲儲(chǔ)層。

扇三角洲沉積體系內(nèi)部前緣水下分流河道及河口砂壩砂體可以構(gòu)成區(qū)內(nèi)較好的油氣儲(chǔ)集體,此兩類(lèi)砂體粒度較粗,單層砂厚(超過(guò)30 m),分選中等—差,孔隙度為12.4～24.3%,滲透率(56～2 023)×10-3μm2,屬中孔、高滲儲(chǔ)層。

濱淺湖灘壩砂體具有近油源、儲(chǔ)集物性良好、生儲(chǔ)蓋組合配置完善等有利條件,易形成巖性油氣藏的特征。L13-1a井鄰近生烴能力優(yōu)越的陸豐13洼,其鉆遇的多套油層都已證實(shí)為灘壩砂體,巖性主要為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,砂體單層厚2～10 m,由于灘壩砂多發(fā)育于古隆起之上,其埋深相對(duì)較淺,砂體物性較好,平均孔隙度大于15%,最大可達(dá)23.9%,滲透率在(50～200)×10-3μm2,屬中孔、中滲儲(chǔ)層。

6 結(jié) 論

(1)陸豐地區(qū)古近系恩平組由下至上可劃分出ESQ7、ESQ8、ESQ9和ESQ10 4個(gè)三級(jí)層序,形成發(fā)育上代表了湖盆的初始斷陷階段、斷陷發(fā)育階段和斷陷萎縮階段;扇三角洲、辮狀河三角洲和湖泊是恩平組內(nèi)最為發(fā)育的3種沉積相類(lèi)型。

(2)ESQ7沉積期的沉積充填對(duì)洼陷有填平補(bǔ)齊作用,由于低凸起的阻隔作用,盆地呈隆凹相間構(gòu)造格局展布,近物源斷裂陡坡帶發(fā)育扇三角洲。ESQ8至ESQ9沉積期,斷陷作用持續(xù),北強(qiáng)南弱,沉降中心和沉積中心逐漸向北遷移,沉積范圍擴(kuò)大,盆內(nèi)基底凸起與東沙隆起物源效應(yīng)減弱,北部隆起帶供源能力增強(qiáng),大型辮狀河三角洲向南進(jìn)積。ESQ10沉積期,斷陷作用減弱,湖盆逐漸淤淺萎縮,以盆緣進(jìn)積式辮狀河三角洲沉積為特征。

(3)主控?cái)嗔鸦顒?dòng)決定了沉積物堆積的可容納空間變化與凹陷(洼陷)幾何形態(tài);一級(jí)斷層轉(zhuǎn)換帶控制主物源方向,二級(jí)斷層轉(zhuǎn)換帶分割主物源通道,影響砂體再分配;沉積體系發(fā)育與砂體分布則與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造就的古地貌密切相關(guān)。

(4)陸豐地區(qū)恩平組內(nèi)發(fā)育的砂質(zhì)沉積都可能成為潛在的油氣儲(chǔ)集場(chǎng)所、綜合比較后排序,依次為濱淺湖灘壩、扇三角洲前緣水下辮狀河道及河口砂壩,辮狀河三角洲前緣水下分流河道及河口砂壩。

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(編輯 徐會(huì)永)

SedimentaryevolutioncharacteristicsandsedimentarymodelofPaleogeneEnpingFormation,Lufengarea,PearlRiverMouthBasin

JIAO Peng1,2, GUO Jianhua1,2, ZHANG Xiangtao3, LIU Chensheng1,2, GUO Xiangwei1,2, WANG Xikai1,2

(1.SchoolofGeosciencesandInfo-Physics,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.KeyLaboratoryofMetallogenicPredictionofNonferrousMetalsandGeologicalEnvironmentMonitoring(CentralSouthUniversity),MinistryofEducation,Changsha410083,China;3.ShenzhenBranchofCNOOCLimited,Shenzhen518054,China)

Based on core observations and data from seismics drilling and well logging as well as slice, the sedimentary characteristics of the Enping Formation in Lufeng area of the Pearl River Mouth Basin were studied. The sedimentary models have been established by combining information from construction background and paleo-geomorphology. The study shows that four 3rd-order sequences were developed in the rift stage periods Ⅱ(Enping Formation) in Lufeng area, which mainly compose of three types of sedimentary facies, namely, fan delta, braided river delta and lacustrine. In the early sedimentary stage of Enping Formation, three separated depressions were formed. The fan delta was formed in the fault steep slopes, and the braided river delta in the gentle slope. During the middle stage of depositional progress, with active intensity of main-controlled fault enhancement from south to north, the subsidence center and depocenter gradually migrated to north. The main provenance experienced internal uplifts of the basin and the transition of Dongsha Massif to the northern uplift belt, characterized as broad distributed braided river delta and beach bar. During the late stage of sedimentary progress, with a weak main-controlled fault activity, the lacustrine basin became smaller. Progradational braided river delta and thin coal seam developed afterwards. The activity of the main-controlled fault provides the accommodation space for the deposits, and controls the geometric shapes of depressions. The first-order fault transfer zones control the orientation of the main provenance, while the secondary ones carve its channels, influencing the redistribution of sand. The development of the sedimentary system and the distribution of sands are closely related to paleo-geomorphology. In the study area, beach bar is the most favorable reservoir facies belt,followed by underwater braided channel and mouth bar deposits of the fan delta front, and the underwater distributary channel and mouth bar deposits of braided river delta front.

rifted lacustrine basin; sedimentary facies; depositional model; Enping Formation; Lufeng area; Pearl River Mouth Basin

2017-01-18

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05023-001);中國(guó)海洋石油總公司綜合科研項(xiàng)目(YXKY-2015-SZ-02)

焦鵬(1985-),男,博士研究生,研究方向?yàn)槌练e學(xué)與層序地層學(xué)研究。E-mail:jp870625@csu.edu.cn。

郭建華(1957-)男,教授,博士,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)槭偷刭|(zhì)學(xué)。E-mail:gjh796@csu.edu.cn。

1673-5005(2017)05-0009-11

10.3969/j.issn.1673-5005.2017.05.002

TE 122.2

A

焦鵬,郭建華,張向濤,等.陸豐地區(qū)古近系恩平組沉積演化特征及沉積模式[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,41(5):9-19.

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